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大家好，本周推荐发表在Nature Chemical Biology上的文章，题目是PH-domain-binding inhibitors of nucleotide exchange factor BRAG2 disrupt Arf GTPase signaling，通讯作者是法国巴黎高等师范学院和法国国家科研中心的Mahel Zeghouf和Jacqueline Cherfils研究员，他们主要研究细胞运输与细胞骨架动力学中的调控small GTPase功能的分子反应。 细胞为了增强应对环境变化的特异性响应，会在在膜表面聚集一些感应和传递信号的复合物，在疾病中，这样的信号枢纽往往功能失调，那么就需要小分子抑制这些信号复合物，但因为构成蛋白的结构特征不适于抑制，而且信号传导过程中常常伴随着膜连复合物构像的变化、扩展的蛋白-蛋白互作界面与多重蛋白-脂质互作，这就使发展对应的抑制剂变得艰难。Small GTPase及其调节子是一类典型的与病变相关的膜周蛋白，small GTPase就是这样的信号枢纽，对信号传导、膜运输等功能十分重要，它发挥功能涉及到，核苷酸转换因子（GEF）将GDP变成GTP，GTP负载到small GTPase上，GTPase附着至膜上，GTPase激活蛋白（GAP）促进GTP水解并从膜上抽取下GTPase，这过程包含结构的重组和与膜的互作，目前没有针对蛋白-膜互作发展的抑制剂。 本文关注一类和脂质、膜运输相关的Arf GTPase，它的GEF是BRAG2，BRAG2的PH domain能与含4,5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）的膜很好地结合，之后BRAG2的GEF活性会大大增强，本文报道了能抑制BRAG2的小分子Bragsin。 最早在酵母中发现小分子Bragsin1能扰乱Arf的GEF，所以它可能会影响Arf通路，但是它化学性质不稳定，于是将其苯环上的甲基变为甲氧基发展成稳定的衍生物Bragsin2，于是作者鉴定了Bragsin2对于Arf依赖型通路-golgi网络的影响，发现其中的marker TGN46被Bragsin2破坏但其他通路中的marker不受影响，同时内源性的Arf-GTP显著降低，并且这种破坏是可以通过回补持续活性的Arf-GTP挽救的，因此，小分子Bragsin能抑制Arf的活化。 接着，他们又通过体外实验证明，只有在脂质体（膜）环境中，Bragsin分子才会明显抑制BRAG2对Arf GTPase的激活，且这种抑制是特异性的，Bragsin分子不会对其他GEF产生影响。之后，作者测定了BRAG2与Bragsin分子的晶体结构，发现Bragsin分子（-CF3与-C=O）与BRAG2的PH domain以非公价的方式相互作用，而PH domain又包含脂质结合位点，那么，Bragsin分子有可能阻断了BRAG2与膜的相互作用，作者发现Bragsin分子是一种非竞争性的方式结合在BRAG2与脂双层界面之间。 有报道称BRAG2与bCSC侵袭相关，所以他们将Bragsin分子用于乳腺癌干细胞（bCSC），结果发现Bragsin分子能明显抑制某几种bCSC的增殖和肿瘤氛围的形成，这使得Bragsin分子成为可能的肿瘤治疗新途径。 文章作者：LBW |
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